(完整版)污水厌氧生物处理及污泥处置
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消化气 进水
出水 回流污泥
剩余污泥
图15-6 厌氧接触法和上流式厌氧污泥床串联的二段厌氧处理法
① 混合接触池 ② 沉淀池 ③ 上流式厌氧污泥床反应器
第三节 厌氧生物处理法的设计
3 design anaerobic biological treatment process
一．流程和设备的选择(select process and equipment) 包括：处理工艺和设备的选择；消化温度；采用单级或两级消化等。可参考
1967年，Bryant报告认为消化经历四个阶段（如图15-1）：
大分子有机物 水解
水解的和溶解
有机酸 酸化 醇 类→
（碳水化合物， ——→
——→ 醛类等
蛋白质，脂肪
————→
等）
细菌的胞外酶 的有机物 产酸细菌 H2，CO2
乙酸化
甲烷化
————→ 乙酸 ————→ CH4
乙酸细菌
甲烷细菌
———————————————→CH4 甲烷细菌
图15-1 厌氧发酵的几个阶段
在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是最重要的，这将打破厌氧生物处理过程分阶段的现象， 从而最大限度地缩短处理过程的时间。经验和研究表明，pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要 的环境因素。pH值应在6.8～7.2之间。在35-38℃和52-55℃各有一个最适温度。
污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH值有可能维持在6.8之上， 酸化和甲烷化两大类细菌就有可能共存，从而消除分阶段现象。此外，消化池池液的充分混合对调整 pH值也是必要的。
离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便等。 厌氧生物滤池的主要缺点：滤料费用较贵；滤料容易堵塞，堵塞后没有简单有效的清洗方法。
三．厌氧接触法(anaerobic contact process) 图15-4是厌氧接触法的流程。
消化气
进水
接真空系统
出水Βιβλιοθήκη Baidu
污泥回流
剩余污泥
图15-4 厌氧接触法的流程
①混合接触池（消化池） ②沉淀池 ③真空脱气器
采用中温消化时，对于传统的消化法，消化时间在1-5d，负荷摔在13消k化g(C时O间D可)/ 缩m3短·d至，0B.O5-D3d5去，除负率荷可率达可5提0-高90到%3。-1对0k于g(厌CO氧D生)/物m滤3·d池。和消厌化氧气接的触产法气， 量一般可按0.4-0.5Nm3/kg(COD)进行估算。 三．消化池的热量计算(heat calculation for digestion tank)
厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。 四．上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge bed reactor)
如图15-5。
消化气 出水 澄清区
悬浮污泥层 污泥层
进水 图15-5 上流式厌氧污泥床反应器 试验结果表明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌，能适应负荷冲 击和温度与pH值的变化。它是一种有发展前途的厌氧处理设备。 五．分段厌氧处理法(step anaerobic treatment process) 根据消化分阶段进行的事实，研究开发了二段厌氧处理法，将水解酸化过程和甲烷化 过程分开在两个容器内进行，以使两类微生物都能在各自的最适宜条件下生长繁殖。 二段厌氧处理法具有运行稳定可靠，能承受pH值、毒物等的冲击，有机负荷率高， 消化气中甲烷含量高等特点；但这种方法也有设备多，流程和操作复杂等缺陷。
消化池所需的热量包括：将废水提高到池温所需的热量和补偿池壁、池盖所 散失的热量。
提高废水温度所需的热量Q1为：
Q1= qV·C(t2-t1) 式中：qV——废水投加量，m3/h；
C——废水的比热，约为4200kJ/m3·℃（实验值）； t2——消化池温度，℃； t1——废水温度，℃。 通过池壁、池盖等散失的热量Q2可用下式计算：
与产酸菌相比，甲烷细菌对温度、pH值、有毒物质等更为敏感，因此要保持温度的 恒定。通常采用的厌氧处理的温度一般选择在中温或高温。甲烷细菌要求的pH值严格控 制在6.8～7.2。
基质的组成也直接影响厌氧处理的效率和微生物的生长，有资料报道， COD:N:P=800:5:1即足够。
要缩短厌氧处理的时间，最主要的方法是增加参加反应的微生物数量（浓度）和提高 反应时的温度。
从液温看，消化可在中温（35-38℃）进行，也可在高温（52-55℃）进行。但后者需要的热量比 前者要高得多。
研究表明，产乙酸细菌和产甲烷细菌存在严格的共生关系，考虑到这种关系，反应器中的剪切力 要注意控制，不能在系统内进行连续的剧烈搅拌。
研究表明，厌氧处理系统中SO42-、SO32-浓度高时，产甲烷细菌就会受到抑制。消化 气中CO2成分提高，并含有较多的H2S。H2S对甲烷细菌的毒害作用更进一步影响整个系 统的正常工作。
表15-4选择。 二．厌氧反应器的设计(design anaerobic reactor)
计算确定反应器容积的常用参数是负荷率N和消化时间t，公式为:
V = qV·t 或
V = qV ·ρ/N 式中：V——反应（消化）区的容积，m3；
qV——废水的设计流量，m3/d； t——消化时间，d； ρ——废水有机物的浓度，g(BOD5)/L或g(COD)/L； N——反应区的设计负荷率，k g(BOD5)/ m3·d或kg(COD)/ m3·d。
目前，厌氧生物处理法主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的工业废水 的处理。
第二节 污水的厌氧生物处理方法
2 wastewater anaerobic biological treatment method
一．化粪池(sewage tank) 图15-2是化粪池的一种构造方式。
二．厌氧生物滤池(anaerobic biological filter) 图15-3所示。 厌氧生物滤池的主要优点：处理能力较高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分
第十五章 污水的厌氧生物处理
Chapter15 Wastewater Anaerobic Biological Treatment
第一节 厌氧生物处理的基本原理
1 basic principle of anaerobic biological treatment
污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以称为消化。
出水 回流污泥
剩余污泥
图15-6 厌氧接触法和上流式厌氧污泥床串联的二段厌氧处理法
① 混合接触池 ② 沉淀池 ③ 上流式厌氧污泥床反应器
第三节 厌氧生物处理法的设计
3 design anaerobic biological treatment process
一．流程和设备的选择(select process and equipment) 包括：处理工艺和设备的选择；消化温度；采用单级或两级消化等。可参考
1967年，Bryant报告认为消化经历四个阶段（如图15-1）：
大分子有机物 水解
水解的和溶解
有机酸 酸化 醇 类→
（碳水化合物， ——→
——→ 醛类等
蛋白质，脂肪
————→
等）
细菌的胞外酶 的有机物 产酸细菌 H2，CO2
乙酸化
甲烷化
————→ 乙酸 ————→ CH4
乙酸细菌
甲烷细菌
———————————————→CH4 甲烷细菌
图15-1 厌氧发酵的几个阶段
在工程技术上，研究甲烷细菌的通性是最重要的，这将打破厌氧生物处理过程分阶段的现象， 从而最大限度地缩短处理过程的时间。经验和研究表明，pH值和温度是影响甲烷细菌生长的两个重要 的环境因素。pH值应在6.8～7.2之间。在35-38℃和52-55℃各有一个最适温度。
污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH值有可能维持在6.8之上， 酸化和甲烷化两大类细菌就有可能共存，从而消除分阶段现象。此外，消化池池液的充分混合对调整 pH值也是必要的。
离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便等。 厌氧生物滤池的主要缺点：滤料费用较贵；滤料容易堵塞，堵塞后没有简单有效的清洗方法。
三．厌氧接触法(anaerobic contact process) 图15-4是厌氧接触法的流程。
消化气
进水
接真空系统
出水Βιβλιοθήκη Baidu
污泥回流
剩余污泥
图15-4 厌氧接触法的流程
①混合接触池（消化池） ②沉淀池 ③真空脱气器
采用中温消化时，对于传统的消化法，消化时间在1-5d，负荷摔在13消k化g(C时O间D可)/ 缩m3短·d至，0B.O5-D3d5去，除负率荷可率达可5提0-高90到%3。-1对0k于g(厌CO氧D生)/物m滤3·d池。和消厌化氧气接的触产法气， 量一般可按0.4-0.5Nm3/kg(COD)进行估算。 三．消化池的热量计算(heat calculation for digestion tank)
厌氧接触法实质上是厌氧活性污泥法，不需要曝气而需要脱气。 四．上流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge bed reactor)
如图15-5。
消化气 出水 澄清区
悬浮污泥层 污泥层
进水 图15-5 上流式厌氧污泥床反应器 试验结果表明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌，能适应负荷冲 击和温度与pH值的变化。它是一种有发展前途的厌氧处理设备。 五．分段厌氧处理法(step anaerobic treatment process) 根据消化分阶段进行的事实，研究开发了二段厌氧处理法，将水解酸化过程和甲烷化 过程分开在两个容器内进行，以使两类微生物都能在各自的最适宜条件下生长繁殖。 二段厌氧处理法具有运行稳定可靠，能承受pH值、毒物等的冲击，有机负荷率高， 消化气中甲烷含量高等特点；但这种方法也有设备多，流程和操作复杂等缺陷。
消化池所需的热量包括：将废水提高到池温所需的热量和补偿池壁、池盖所 散失的热量。
提高废水温度所需的热量Q1为：
Q1= qV·C(t2-t1) 式中：qV——废水投加量，m3/h；
C——废水的比热，约为4200kJ/m3·℃（实验值）； t2——消化池温度，℃； t1——废水温度，℃。 通过池壁、池盖等散失的热量Q2可用下式计算：
与产酸菌相比，甲烷细菌对温度、pH值、有毒物质等更为敏感，因此要保持温度的 恒定。通常采用的厌氧处理的温度一般选择在中温或高温。甲烷细菌要求的pH值严格控 制在6.8～7.2。
基质的组成也直接影响厌氧处理的效率和微生物的生长，有资料报道， COD:N:P=800:5:1即足够。
要缩短厌氧处理的时间，最主要的方法是增加参加反应的微生物数量（浓度）和提高 反应时的温度。
从液温看，消化可在中温（35-38℃）进行，也可在高温（52-55℃）进行。但后者需要的热量比 前者要高得多。
研究表明，产乙酸细菌和产甲烷细菌存在严格的共生关系，考虑到这种关系，反应器中的剪切力 要注意控制，不能在系统内进行连续的剧烈搅拌。
研究表明，厌氧处理系统中SO42-、SO32-浓度高时，产甲烷细菌就会受到抑制。消化 气中CO2成分提高，并含有较多的H2S。H2S对甲烷细菌的毒害作用更进一步影响整个系 统的正常工作。
表15-4选择。 二．厌氧反应器的设计(design anaerobic reactor)
计算确定反应器容积的常用参数是负荷率N和消化时间t，公式为:
V = qV·t 或
V = qV ·ρ/N 式中：V——反应（消化）区的容积，m3；
qV——废水的设计流量，m3/d； t——消化时间，d； ρ——废水有机物的浓度，g(BOD5)/L或g(COD)/L； N——反应区的设计负荷率，k g(BOD5)/ m3·d或kg(COD)/ m3·d。
目前，厌氧生物处理法主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的工业废水 的处理。
第二节 污水的厌氧生物处理方法
2 wastewater anaerobic biological treatment method
一．化粪池(sewage tank) 图15-2是化粪池的一种构造方式。
二．厌氧生物滤池(anaerobic biological filter) 图15-3所示。 厌氧生物滤池的主要优点：处理能力较高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分
第十五章 污水的厌氧生物处理
Chapter15 Wastewater Anaerobic Biological Treatment
第一节 厌氧生物处理的基本原理
1 basic principle of anaerobic biological treatment
污泥的厌氧处理面对的是固态有机物，所以称为消化。